单片机双击串行通信C语言设计报告(含代码)

石家庄铁道大学四方学院石家庄铁道大学四方学院 集中实践报告书集中实践报告书 课题名称课题名称双机串行通信设计双机串行通信设计 姓姓 名名邢志杰邢志杰 学学 号号20127019 系、系、 部部电气工程系电气工程系 专业班级专业班级方方 1210-4 指导教师指导教师马丽马丽 2015 年年 7 月月 3 日日 20122012 级级 单片机接口课程设计单片机接口课程设计 一、设计任务及要求：一、设计任务及要求： 设计任务：设计任务： 双机串行通信设计 设计要求：设计要求： 1、两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进行设 定，可选的波特率为 1200、2400、4800 和 9600bit/s。串行口工作方式为方式 1 的 全双工串行通信。 2、两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器 T1 计数 初值 TH1、TL1 进行设定。故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从 而载入相应的 T1 计数初值 TH1、TL1 实现的。 3、要求发送方读入按键值，发送到接收方，接收方接受数据并显示在数码管 上。 4、要求做出实物。 二、指导教师评语：二、指导教师评语： 三、成绩三、成绩 指导教师签名： 年 月 日 目 录 第 1 章 设计目的1 第 2 章 设计要求1 第 3 章 硬件电路设计1 3.1 系统框图1 3.2 STC89C52 单片机最小系统2 3.3 按键电路3 3.4 主电路设计4 第 4 章 软件程序设计4 4.1 主程序流程图4 4.2 键盘扫描子程序流程图5 4.3 从机主程序流程图6 4.4 从机中断子程序流程图7 4.5 程序调试8 4.6 双机串行通信源程序9 第 5 章 结论13 参考文献13 第 1 章 设计目的 1.1 设计目的 （1）掌握单片机实际系统的开发步骤。 （2）了解串行通信的原理；了解数码管显示的工作原理；了解键盘扫描的 工作原理；对双机串行通信软件编程、调试、相关硬件设备的使用技能等方面 得到真正的实践机会，把软硬件结合，克服其中的种种问题，提高编程能力。 第 2 章 设计要求 2.1 设计要求 （1）两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进 行设定，可选的波特率为 1200、2400、4800 和 9600bit/s。串行口工作方式为方 式 1 的全双工串行通信。 （2）两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器 T1 计数初值 TH1、TL1 进行设定。故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的 波特率，从而载入相应的 T1 计数初值 TH1、TL1 实现的。 （3）要求发送方读入按键值，发送到接收方，接收方接受数据并显示在数 码管上。 （4）要求做出实物。 第 3 章 硬件电路设计 3.1 系统框图 按键电路 单片机 1 AT89C5 2 单片机 2 AT89C5 2 显示电路 图 3-1 系统框图 3.2 STC89C52 单片机最小系统 89C52 共有四个八位的并行双向口，即有 32 根输入输出口线。各口的每一 位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。 VCC（40 引脚）：电源电压 VSS（20 引脚）：接地 图 3-2 STC89C52 引脚图 P0 端口（P0.0P0.7，3932 引脚）：P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I/O 口。作为输出端口，每个引脚能驱动 8 个 TTL 负载，对端口 P0 写入“1”时，可 以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位数据的复用总线。此时，P0 口内部上拉电阻有效。在 Flash ROM 编 程时，P0 端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要 求外接上拉电阻。 P1 端口（P1.0P1.7，18 引脚）：P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P1 的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4 个 TTL 输入。对 端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。 P1 口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一 个电流。P1 口特点是输出锁存器，输出时没有条件。输入缓冲，输入时有条件， 即需要先将该口设为输入状态，先输出 1。 此外，P1.0 和 P1.1 还可以作为定时器/计数器 2 的外部技术输入 （P1.0/T2）和定时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） 。 P3 口为准双向口。可以字节访问，也可以位访问。 P3.0-RXD,串行输入口。 P3.1-TXD,串行输出口。 P3.2-INT0，外部中断 0 的请求。 P3.3-INT1，外部中断 1 的请求。 P3.4-T0，定时器/计数器 0 外部计数脉冲。 P3.5-T1，定时器/计数器,1 外部计数脉冲。 P3.6-WR,外部数据存储器写选通。 P3.7-RD,外部数据存储器读选通。 RST（9 引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效， 用来完成单片机单片机的复位初始化操作。 ALE（30 引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时， 锁存低 8 位地址的输出脉冲。 XTAL1（19 引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2（18 引脚）：振荡器反相放大器的输入端。STC89C52 引脚图如图 3-2 所示。 3.3 按键电路 图 3-3 按键电路图 本设计按键采用矩阵键盘，键盘连接主机的 P2 口，主机从矩阵键盘接收信 息，通过串行输出口输出到从机，从机从串行输入口接收信息并把信息显示在 数码管上。 3.4 主电路设计 a a b b c c d d e e f f g g h h 0 0 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 a b c d e f g 4 4 7 7 P3P3 P3 P3 h P10 P11 P12 P13 4 5 6 7 3 2 1 0 P10 P11 P12 P13 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U4 74HC573 S3S0 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C52 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U2 AT89C52 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U3 74HC573 C1 33pF C2 33pF X1 CRYSTAL R1 10k C4 33pF C5 33pF X2 CRYSTAL R2 10k C6 10uF R3 10k C3 10uF 图 3-4 主电路图 第 4 章 软件程序设计 设计思路为：主机通过键盘扫描程序确认是否有键按下，若有键按下则将 按键号对应的显示代码发送给从机，并判断是否是波特率按键，若是则进行波 特率调整，若无键按下，则继续进行键盘扫描。从机主程序动态显示缓冲区内 的数据。中断子程序接收数据并判断是否是波特率按键所对应的显示代码，若 是则进行波特率调整，然后将数据保存到缓冲区。初始波特率都为 9600。 4.1 主程序流程图 键盘连接到甲机的 P2 口，通过按键扫描确定键值，从机与主机通过串行输 入口 P3.0 和串行输出口 P3.1 相连接，实现两机之间的串行通信。 开始 设置串行口工 作方式及波特 率 检测按键 确定按键号 并发送 波特率按键 调整波特率 Y Y N N 图4-1 主机主程序流程图 4.2 键盘扫描子程序流程图 矩阵式键盘扫描的方法常用的有两种，一种是逐列送0，依次读回行；另一 种为反转法。本程序采用前者，程序流程图如下： 开始 P2 口列置 0，行 置 1 读回 P2 口 得键号 行值是否变化 调整行，列值 结束 Y N 图4-2 键盘扫描子程序流程图 4.3 从机主程序流程图 从机主程序动态显示缓冲区的4个数据。从机的 P1口经锁存器74HC573连 接数码管位码，P2口经锁存器74HC573连接数码管的段码。从机与主机通过串 行输入口 P3.0和串行输出口 P3.1相连接，利用中断来接收主机发来的数据，并 根据接收的数据来判断是否需要进行波特率调整。从机主程序流程图如下： 开始 初始化 送段码，送位码 显示完？ 调整指针 Y N 图 4-3 从机主程序流程图 4.4 从机中断子程序流程图 开始 清接收标志位 RI 保存到缓冲区 波特率按键？ 调整波特率 中断返回 N Y 图 4-3 从机中断子程序流程图 4.5 程序调试 图 4-5 程序调试 4.6 双机串行通信源程序 /* 程序调试软件：Keil uVision4 程序仿真软件：ISIS 即 Proteus-7.8sp2 /* 双机串行通信主机程序源代码： /* 程序名称：双机串行通信波特率可调主机程序（C语言） 主机功能：通过键盘扫描得到键号并发送，同时判断是否是波特率按键，若是 则调整波特率。 简要说明：主机P2口接4*4矩阵式键盘，高4位行，低4位列。 其中04号按键分别代表4种不同波特率（1200、2400、4800、9600） 。 初始波特率9600。 编 写：邢志杰(QQ824997141) 时 间：2015年07月02日 最后修改：2015年07月03日 */ #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char int log=0,bot=0;/log,bot分别是按键标志位和波特率调整标志位 uchar temp, num; void delay(uint z) /延时函数 uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); /*按键扫描子函数*/ void keyscan() P2=0 xf0; temp=P2; temp if(temp!=0 xf0) delay(5); /延时消抖 P2=0 xf0; /二次读回 temp=P2; temp if(temp!=0 xf0) log=1; /有按键 P2=0 xfe; temp=P2; if(temp!=0 xfe) switch(temp) case 0 xee: num=0;bot=1;break;/bot=1表示是波特率按键 case 0 xde: num=4;break; case 0 xbe: num=8;break; case 0 x7e: num=12;break; P2=0 xfd; temp=P2; if(temp!=0 xfd) switch(temp) case 0 xed: num=1;bot=1;break; /bot=1表示是波特率按键 case 0 xdd: num=5;break; case 0 xbd: num=9;break; case 0 x7d: num=13;break; P2=0 xfb; temp=P2; if(temp!=0 xfb) switch(temp) case 0 xeb: num=2;bot=1;break;/bot=1表示是波特率按键 case 0 xdb: num=6;break; case 0 xbb: num=10;break; case 0 x7b: num=14;break; P2=0 xf7; temp=P2; if(temp!=0 xf7) switch(temp) case 0 xe7: num=3;bot=1;break; /bot=1表示是波特率按键 case 0 xd7: num=7;break; case 0 xb7: num=11;break; case 0 x77: num=15;break; /等待按键松开 P2=0 xf0; temp=P2; temp while(temp!=0 xf0) temp=P2; temp /*主函数*/ void main() TMOD=0 x20; /设置定时器 1 为工作方式 2 TH1=0 xfd; /装初值设置波特率 TL1=0 xfd; TR1=1; /打开定时器 1 SCON=0 x40; /8位异步 while(1) keyscan(); if(log=1) /有键按下发送键号 SBUF=num; /发送按键号 while(!TI); TI=0; /清发送标志位 log=0; /清按键标志位 if(bot=1) /是波特率按键进行波特率调整 switch(num) case 0:TH1=TL1=0 xe8;break; case 1:TH1=TL1=0 xf4;break; case 2:TH1=TL1=0 xfa;break; case 3:TH1=TL1=0 xfd;break; bot=0; /清波特率标志位 双机串行通信从机程序源代码： /* 程序名称：双机串行通信波特率可调从机C语言程序 从机功能：主函数显示缓冲区数据。中断子函数接收主机发送的显示代码，同 时判断是否是波特率按键代码，若是则进行调整。 简要说明：P1口接4个数码管位选端，P2口接段选端，数码管采用共阴极接法。 编 写：邢志杰 时 间：2015年07月02日 最后修改：2015年07月03日 */ #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char int i=1; uchar val=3,16,16,16,va; uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f, 0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39, 0 x5e,0 x79,0 x71,0;/0F共阴极数码管显示段码，0为全部熄灭 段码 void delay(uint x) /延时 uchar t; while(x-) for(t=0;t110;t+); void ser() interrupt 4 /无返回值，函数名ser，关键字，中断号4 RI=0; va=SBUF; vali=va; switch(va) /判断是否需进行波特率调整 case 0:TH1=TL1=0 xe8; val0=va; val1=val2=val3=16; i=3; break; case 1:TH1=TL1=0 xf4; val0=va; val1=val2=val3=16; i=3; break; case 2:TH1=TL1=0 xfa; val0=va; val1=val2=val3=16; i=3; break; case 3:TH1=TL1=0 xfd; val0=va; val1=val2=val3=16; i=3; break; default:break; i+; if(i=4) i=